KR20230150367A - 성막 방법 및 성막 시스템 - Google Patents

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KR20230150367A
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sam
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슈지 아즈모
신이치 이케
유미코 가와노
히로키 무라카미
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

성막 방법은, 준비 공정, 제1 성막 공정, 제2 성막 공정, 개질 공정 및 제거 공정을 포함한다. 준비 공정에서는, 실리콘을 포함하지 않는 제1막과 제2막이 표면에 노출되어 있는 기판이 준비된다. 제1 성막 공정에서는, 불소를 포함하는 관능기를 갖고, 실리콘을 포함하는 제3막의 성막을 억제하는 자기 조직화 단분자막이 제1막 상에 성막된다. 제2 성막 공정에서는, 제2막 상에 제3막이 성막된다. 개질 공정에서는, 기판의 온도가 70℃ 이하의 상태에서, 수소 및 질소를 함유하는 가스를 사용한 플라스마에 의해 자기 조직화 단분자막을 분해한다. 이에 의해, 분해된 자기 조직화 단분자막에 포함되는 활성종에 의해, 자기 조직화 단분자막의 근방에 형성된 제3막의 측부가 규불화암모늄으로 개질된다. 제거 공정에서는, 규불화암모늄이 제거된다.

Description

성막 방법 및 성막 시스템
본 개시의 다양한 측면 및 실시 형태는, 성막 방법 및 성막 시스템에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에 있어서, 기판의 표면의 특정 영역에 선택적으로 막을 형성하는 기술로서, 포토그래피 기술이 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 하층 배선 형성 후에 절연막을 성막하고, 포토리소그래피 및 에칭에 의해 트렌치 및 비아 홀을 갖는 듀얼 다마신 구조를 형성하여, 트렌치 및 비아 홀에 Cu 등의 도전막을 매립해서 배선을 형성한다.
그러나, 근년, 반도체 디바이스의 미세화가 점점 진행되고 있어, 포토리소그래피 기술로는 위치 정렬 정밀도가 충분하지 않은 경우도 생기고 있다.
이 때문에, 포토리소그래피 기술을 사용하지 않고 기판의 표면의 특정 영역에 선택적으로 막을 형성하는 방법이 요구되고 있다. 그러한 방법으로서, 막 형성을 원하지 않는 기판의 표면의 영역에 자기 조직화 단분자막(Self-Assembled Monolayer: SAM)을 형성하는 기술이 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1 내지 4 및 비특허문헌 1 내지 4 참조). SAM이 형성된 기판의 표면의 영역에는 소정의 막이 형성되지 않기 때문에, SAM이 형성되어 있지 않은 기판의 표면의 영역에만 소정의 막을 형성할 수 있다.
일본 특허 공표 제2007-501902호 공보 일본 특허 공표 제2007-533156호 공보 일본 특허 공표 제2010-540773호 공보 일본 특허 공표 제2013-520028호 공보
G. S. Oehrlein, D. Metzler, and C. Li "Atomic Layer Etching at the Tipping Point: An Overview" ECS J. Solid State Sci. Technol. 2015 vol.4 no.6 N5041-N5053 Ming Fang and Johnny C. Ho "Area-Selective Atomic Layer Deposition: Conformal Coating, Subnanometer Thickness Control, and Smart Positioning" ACS Nano, 2015, 9(9), pp8651-8654 Adriaan J. M. Mackus, Marc J. M. Merkx, and Wilhelmus M. M. Kessels "From the Bottom-Up: Toward Area-Selective Atomic Layer Deposition with High Selectivity" Chem. Mater., 2019, 31(1), pp2-12 Fatemeh Sadat Minaye Hashemi, Bradlee R. Birchansky, and Stacey F. Bent "Selective Deposition of Dielectrics: Limits and Advantages of Alkanethiol Blocking Agents on Metal-Dielectric Patterns" ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8(48), pp33264-33272
본 개시는, 막의 형성을 원하는 영역으로부터 막의 형성을 원하지 않는 영역으로 밀려나온 막의 부분을 효율적으로 제거할 수 있는 성막 방법 및 성막 시스템을 제공한다.
본 개시의 일 측면은, 기판에 선택적으로 성막을 행하는 성막 방법이며, 준비 공정과, 제1 성막 공정과, 제2 성막 공정과, 개질 공정과, 제1 제거 공정을 포함한다. 준비 공정에서는, 실리콘을 포함하지 않는 제1막과 제2막이 표면에 노출되어 있는 기판이 준비된다. 제1 성막 공정에서는, 불소를 포함하는 관능기를 갖고, 실리콘을 포함하는 제3막의 성막을 억제하는 자기 조직화 단분자막을 성막하기 위한 화합물을 기판 상에 공급함으로써, 제1막 상에 자기 조직화 단분자막이 성막된다. 제2 성막 공정에서는, 제2막 상에 제3막이 성막된다. 개질 공정에서는, 기판의 온도가 70℃ 이하의 상태에서, 수소 및 질소를 함유하는 가스를 사용한 플라스마에 의해 자기 조직화 단분자막을 분해한다. 이에 의해, 분해된 자기 조직화 단분자막에 포함되는 활성종에 의해, 자기 조직화 단분자막의 근방에 형성된 제3막의 측부가 규불화암모늄으로 개질된다. 제1 제거 공정에서는, 규불화암모늄이 제거된다.
본 개시의 다양한 측면 및 실시 형태에 따르면, 막의 형성을 원하는 영역으로부터 막의 형성을 원하지 않는 영역으로 밀려나온 막의 부분을 효율적으로 제거할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에서의 성막 시스템의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 2는 성막 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 스텝 S10에서 준비되는 기판의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 플라스마 처리 장치의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 5는 금속 배선 상에 SAM이 성막된 후의 기판의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 유전체막이 성막된 후의 기판의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 SAM이 제거된 후의 기판의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 유전체막의 측부가 제거된 후의 기판의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 9는 금속 배선 상에 또한 SAM이 성막된 후의 기판의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 10은 유전체막 상에 유전체막이 또한 성막된 후의 기판의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 11은 SAM이 제거된 후의 기판의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 12는 유전체막의 측부가 제거된 후의 기판의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 13은 규불화암모늄의 증기압 곡선을 도시하는 도면이다.
도 14는 성막 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.
도 15는 성막 방법의 또 다른 예를 나타내는 흐름도이다.
이하에, 개시되는 성막 방법 및 성막 시스템의 실시 형태에 대해서, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에 의해, 개시되는 성막 방법 및 성막 시스템이 한정되는 것은 아니다.
그런데, 종래의 선택 성막에서는, 표면에 금속막 및 절연막이 노출되어 있는 기판이 준비되어, 금속막 상에 산화막의 성막을 억제하는 SAM이 형성되고, 절연막 상에 산화막이 성막된다. 이때, 금속막 상에의 산화막의 성막이 SAM에 의해 억제되기 때문에, 금속막 상에는 산화막이 성막되지 않는다.
그러나, 절연막 상에 산화막이 성막되는 과정에서, 산화막은, 두께 방향뿐만 아니라 가로 방향으로도 성장한다. 산화막의 막 두께가 커지면, 산화막의 가로 방향으로의 성장량도 커진다. 그 때문에, 산화막의 측부가 금속막의 영역으로 밀려나와, 금속막의 영역의 일부가 산화막으로 덮이는 경우가 있다. 금속막의 영역이 산화막으로 덮이면, 그 후의 공정에서 금속막에 접속되는 전극이 형성된 경우, 금속막의 영역으로 밀려나온 산화막 근방의 전극이 가늘어져서, 전극의 저항값이 높아져버린다. 또한, 금속막의 주위가 절연막에 둘러싸여 있을 경우, 절연막의 영역으로부터 밀려나온 산화막에 의해 금속막의 영역이 모두 덮여버리는 경우도 있다.
그래서, 본 개시는, 막의 형성을 원하는 영역으로부터 막의 형성을 원하지 않는 영역으로 밀려나온 막의 부분을 효율적으로 제거할 수 있는 기술을 제공한다.
[성막 시스템]
도 1은, 본 개시의 일 실시 형태에서의 성막 시스템(100)의 일례를 도시하는 모식도이다. 성막 시스템(100)은, 플라스마 처리 장치(200), SAM 공급 장치(300), 성막 장치(400) 및 가열 장치(500)를 갖는다. 플라스마 처리 장치(200), SAM 공급 장치(300), 성막 장치(400) 및 가열 장치(500)는, 하나 이상의 처리 장치의 일례이다. 이들 장치는, 평면 형상이 칠각형을 이루는 진공 반송실(101)의 4개의 측벽에 각각 게이트 밸브(G)를 통해서 접속되어 있다. 성막 시스템(100)은, 멀티 챔버 타입의 진공 처리 시스템이다. 진공 반송실(101) 내는, 진공 펌프에 의해 배기되어 미리 정해진 진공도로 유지되어 있다. 성막 시스템(100)은, 플라스마 처리 장치(200), SAM 공급 장치(300), 성막 장치(400) 및 가열 장치(500)를 사용하여, 실리콘을 포함하지 않는 제1막 및 제2막이 표면에 노출되어 있는 기판(W)의 제2막 상에, 실리콘을 포함하는 제3막을 선택적으로 성막한다. 본 실시 형태에 있어서, 제1막은 예를 들어 실리콘을 포함하지 않는 금속막이며, 제2막은 예를 들어 절연막이며, 제3막은 예를 들어 실리콘을 포함하는 유전체막이다.
플라스마 처리 장치(200)는, 기판(W)의 표면을 플라스마에 의해 처리한다. 예를 들어, 플라스마 처리 장치(200)는, 표면에 제1막 및 제2막이 노출되어 있는 기판(W)에 있어서, 제1막의 표면에 형성된 불순물을 포함하는 층(예를 들어 자연 산화막)을, 플라스마를 사용해서 제거한다. 또한, 플라스마 처리 장치(200)는, 후술하는 SAM 공급 장치(300)에 의해 제1막 상에 형성된 자기 조직화 단분자막(이하, SAM으로 기재함)을, 플라스마를 사용해서 분해한다. 자연 산화막의 제거 및 SAM의 분해는, 수소 가스, 질소 가스, 암모니아 가스 또는 아르곤 가스 중 적어도 어느 것을 포함하는 가스를 플라스마화시켜, 플라스마에 포함되는 이온이나 활성종 등에 의해 행해진다.
SAM 공급 장치(300)는, 기판(W)의 표면에, SAM을 형성하기 위한 유기 화합물의 가스를 공급함으로써, 기판(W)의 제1막의 영역에 SAM을 성막한다. 본 실시 형태에서의 SAM은, 제2막의 표면에 흡착되지 않고 제1막의 표면에 흡착되는 기능과, 제3막의 성막을 억제하는 기능을 갖는다.
본 실시 형태에 있어서, SAM을 형성하기 위한 유기 화합물은, 예를 들어 제1막의 표면에 흡착되는 결합성 관능기, 불소를 포함하는 기능성 관능기, 및 결합성 관능기와 기능성 관능기를 연결하는 알킬쇄를 갖는 유기 화합물이다.
제1막이 예를 들어 금이나 구리 등일 경우, SAM을 형성하기 위한 유기 화합물로서는, 예를 들어 화학식 「R-SH」로 표현되는 티올계 화합물을 사용할 수 있다. 여기서, 「R」에는, 불소 원자 및 탄소 원자가 포함된다. 티올계 화합물은, 금이나 구리 등의 금속의 표면에는 흡착되고, 산화물이나 카본의 표면에는 흡착되지 않는 성질을 갖는다. 이러한 티올계 화합물로서는, 예를 들어 CF3(CF2)XCH2CH2SH, CF3(CF2)XCH2CH2PO(OH)2, HS-(CH2)11-O-(CH2)2-(CF2)5-CF3 또는 HS-(CH2)11-O-CH2-C6F5 등을 사용할 수 있다. 또한, 상술한 조성식에서, X는 1 내지 7의 정수이다.
또한, 제1막이 예를 들어 산화알루미늄이나 산화하프늄 등일 경우, SAM을 형성하기 위한 유기 화합물로서는, 예를 들어 화학식 「R-Si(OCH3)3」 또는 「R-SiCl3」로 표현되는 유기 실란계 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 제1막이 예를 들어 구리나 산화알루미늄 등일 경우, SAM을 형성하기 위한 유기 화합물로서는, 예를 들어 화학식 「R-P(=O)(OH2)」로 표현되는 포스폰산계 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 제1막이 예를 들어 산화알루미늄이나 산화하프늄 등일 경우, SAM을 형성하기 위한 유기 화합물로서는, 예를 들어 화학식 「R-N=C=O」로 표현되는 이소시아네이트계 화합물을 사용할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 제1막은, 제2막보다도 SAM이 흡착되기 쉬운 막이다. 이러한 제1막, 제2막, 제3막 및 SAM의 재료의 조합으로서는, 예를 들어 이하의 표 1 내지 표 4에 나타낸 바와 같은 조합을 생각할 수 있다. 또한, 이하의 표 1 내지 표 4에 나타내지는 조합에서는, 제1막의 재료와 제2막의 재료가 다르고, 또한, 제1막의 재료와 제3막의 재료가 다른 것을 전제로 하고 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
성막 장치(400)는, SAM 공급 장치(300)에 의해 SAM이 성막된 기판(W)의 제2막 상에 제3막을 성막한다. 본 실시 형태에 있어서, 성막 장치(400)는, 원료 가스 및 반응 가스를 사용한 ALD(Atomic Layer Deposition)에 의해, 기판(W)의 제2막의 영역에 제3막을 성막한다. 제3막이 예를 들어 알루미늄 함유 실리콘 산화막일 경우, 원료 가스로서는, 예를 들어 TPSOL(Tris(tert-pentoxy)silanol) 및 TMA(TriMethylAluminium)의 가스가 사용된다.
성막 장치(400)에 의해 제2막 상에 제3막이 성막된 기판(W)은, 플라스마 처리 장치(200)에 의해, 기판(W)의 온도가 70℃ 이하(예를 들어 30℃)로 제어된 상태에서 플라스마 처리된다. 이에 의해, 제1막 상에 형성된 SAM이 분해되고, 분해된 SAM에 포함되는 활성종에 의해, SAM의 근방에 형성된 제3막의 측부가 규불화암모늄(AFS: Ammonium FluoroSilicate)으로 개질된다.
가열 장치(500)는, 측부가 규불화암모늄으로 개질된 제3막을 갖는 기판(W)을 가열한다. 본 실시 형태에 있어서, 가열 장치(500)는, 측부가 규불화암모늄으로 개질된 제3막을 갖는 기판(W)을, 예를 들어 100℃ 이상 250℃ 이하의 범위 내의 온도(예를 들어 150℃)로 가열한다. 이에 의해, 규불화암모늄으로 개질된 제3막의 측부가 승화하여, 제거된다.
진공 반송실(101)의 다른 3개의 측벽에는, 3개의 로드 로크실(102)이 게이트 밸브(G1)를 통해서 접속되어 있다. 로드 로크실(102)를 사이에 두고 진공 반송실(101)의 반대측에는, 대기 반송실(103)이 마련되어 있다. 3개의 로드 로크실(102) 각각은, 게이트 밸브(G2)를 통해서 대기 반송실(103)에 접속되어 있다. 로드 로크실(102)은, 대기 반송실(103)과 진공 반송실(101)의 사이에서 기판(W)을 반송할 때, 대기압과 진공의 사이에서 압력 제어를 행한다.
대기 반송실(103)의 게이트 밸브(G2)가 마련된 측면과는 반대측의 측면에는, 기판(W)을 수용하는 캐리어(FOUP(Front-Opening Unified Pod) 등)(C)를 설치하기 위한 3개의 포트(105)가 마련되어 있다. 또한, 대기 반송실(103)의 측벽에는, 기판(W)의 얼라인먼트를 행하기 위한 얼라인먼트실(104)이 마련되어 있다. 대기 반송실(103) 내에는 청정 공기의 다운 플로우가 형성된다.
진공 반송실(101) 내에는, 로봇 암 등의 반송 기구(106)가 마련되어 있다. 반송 기구(106)는, 플라스마 처리 장치(200), SAM 공급 장치(300), 성막 장치(400), 가열 장치(500) 및 각각의 로드 로크실(102)의 사이에서 기판(W)을 반송한다. 반송 기구(106)는, 독립적으로 이동 가능한 2개의 암(107a 및 107b)을 갖는다.
대기 반송실(103) 내에는, 로봇 암 등의 반송 기구(108)가 마련되어 있다. 반송 기구(108)는, 각각의 캐리어(C), 각각의 로드 로크실(102) 및 얼라인먼트실(104)의 사이에서 기판(W)을 반송한다.
성막 시스템(100)은, 메모리, 프로세서 및 입출력 인터페이스를 갖는 제어 장치(110)를 갖는다. 메모리에는, 프로세서에 의해 실행되는 프로그램, 및 각 처리의 조건 등을 포함하는 레시피가 저장되어 있다. 프로세서는, 메모리로부터 판독한 프로그램을 실행하여, 메모리 내에 기억된 레시피에 기초해서, 입출력 인터페이스를 통하여 성막 시스템(100)의 각 부를 제어한다.
[성막 방법]
도 2는, 성막 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어 도 1에 도시된 성막 시스템(100)에 의해, 실리콘을 포함하지 않는 제1막 및 제2막이 표면에 노출되어 있는 기판(W)에 있어서, 제2막 상에 선택적으로 실리콘을 포함하는 제3막이 성막된다. 도 2의 흐름도에 나타내진 성막 방법은, 제어 장치(110)가 성막 시스템(100)의 각 부를 제어함으로써 실현된다. 이하에서는, 제1 실시 형태에서의 성막 방법의 일례를, 도 3 내지 도 12를 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서는, 제1막이 금속 배선(10), 제2막이 배리어막(11) 및 층간 절연막(12), 제3막이 유전체막(14)일 경우를 예로 들어 설명한다.
먼저, 표면에 금속 배선(10), 배리어막(11) 및 층간 절연막(12)이 노출되어 있는 기판(W)이 준비된다(S10). 스텝 S10은, 준비 공정의 일례이다. 스텝 S10에서는, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, Low-k 재료에 의해 형성된 층간 절연막(12)의 홈에 배리어막(11) 및 금속 배선(10)이 매립된 기판(W)이 준비된다. 도 3은, 스텝 S10에서 준비되는 기판(W)의 일례를 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에 있어서, 금속 배선(10)은 예를 들어 실리콘을 포함하지 않는 구리이며, 배리어막(11)은 예를 들어 실리콘을 포함하지 않는 질화탄탈이며, 층간 절연막(12)은 예를 들어 실리콘 산화막이다.
스텝 S10에서 준비된 기판(W)은, 캐리어(C)에 수용되어 포트(105)에 세트된다. 그리고, 반송 기구(108)에 의해 캐리어(C)로부터 취출되어, 얼라인먼트실(104)을 경유한 후에, 어느 것의 로드 로크실(102) 내에 반입된다. 그리고, 로드 로크실(102) 내가 진공 배기된 후, 반송 기구(106)에 의해, 기판(W)이 로드 로크실(102)로부터 반출되어, 플라스마 처리 장치(200) 내에 반입된다.
이어서, 플라스마 처리 장치(200)에 의해, 금속 배선(10)의 표면에 형성된 자연 산화막 및 전공정에서 형성된 유기물, 혹은 반송 중에 부착된 유기물이 제거된다(S11). 스텝 S11은, 제2 제거 공정의 일례이다. 스텝 S11은, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같은 플라스마 처리 장치(200)에 의해 실행된다. 도 4는, 플라스마 처리 장치(200)의 일례를 도시하는 개략 단면도이다. 본 실시 형태에서의 플라스마 처리 장치(200)는, 예를 들어 용량 결합형 평행 평판 플라스마 처리 장치이다. 플라스마 처리 장치(200)는, 예를 들어 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등에 의해 형성되고, 내부에 대략 원통 형상의 공간이 형성된 처리 용기(210)를 갖는다. 처리 용기(210)는 보안 접지되어 있다.
처리 용기(210) 내에는, 기판(W)이 적재되는 대략 원통 형상의 스테이지(220)가 마련되어 있다. 스테이지(220)는, 예를 들어 알루미늄 등으로 형성되어 있다. 스테이지(220)는, 절연체를 통해서 처리 용기(210)의 저부에 지지되어 있다.
처리 용기(210)의 저부에는, 배기구(211)가 마련되어 있다. 배기구(211)에는, 배기관(212)을 통해서 배기 장치(213)가 접속되어 있다. 배기 장치(213)는, 예를 들어 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖고 있어, 처리 용기(210) 내를 미리 정해진 진공도까지 감압할 수 있다.
처리 용기(210)의 측벽에는, 기판(W)을 반입 및 반출하기 위한 개구(214)가 형성되어 있고, 개구(214)는, 게이트 밸브(G)에 의해 개폐된다.
스테이지(220)의 상방에는, 스테이지(220)와 대향하도록 샤워 헤드(230)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(230)는, 절연 부재(215)를 통해서 처리 용기(210)의 상부에 지지되어 있다. 스테이지(220)와 샤워 헤드(230)는, 서로 대략 평행해지도록 처리 용기(210) 내에 마련되어 있다.
샤워 헤드(230)는, 천장판 보유 지지부(231) 및 천장판(232)을 갖는다. 천장판 보유 지지부(231)는, 예를 들어 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등에 의해 형성되어 있고, 그 하부에 천장판(232)을 착탈 가능하게 지지한다.
천장판 보유 지지부(231)에는, 확산실(233)이 형성되어 있다. 천장판 보유 지지부(231)의 상부에는, 확산실(233)에 연통하는 도입구(236)가 형성되어 있고, 천장판 보유 지지부(231)의 저부에는, 확산실(233)에 연통하는 복수의 유로(234)가 형성되어 있다. 도입구(236)에는, 배관을 통해서 가스 공급원(238)이 접속되어 있다. 가스 공급원(238)은, 수소 가스 등의 처리 가스의 공급원이다.
천장판(232)에는, 천장판(232)을 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통구(235)가 형성되어 있다. 1개의 관통구(235)는, 1개의 유로(234)에 연통하고 있다. 가스 공급원(238)으로부터 도입구(236)를 통해서 확산실(233) 내에 공급된 처리 가스는, 확산실(233) 내를 확산하여, 복수의 유로(234) 및 관통구(235)를 통해서 처리 용기(210) 내에 샤워 형상으로 공급된다.
샤워 헤드(230)의 천장판 보유 지지부(231)에는, 고주파 전원(237)이 접속되어 있다. 고주파 전원(237)은, 미리 정해진 주파수의 고주파 전력을 천장판 보유 지지부(231)에 공급한다. 고주파 전력의 주파수는, 예를 들어 450kHz 내지 2.5GHz의 범위 내의 주파수이다. 천장판 보유 지지부(231)에 공급된 고주파 전력은, 천장판 보유 지지부(231)의 하면으로부터 처리 용기(210) 내에 방사된다. 처리 용기(210) 내에 공급된 처리 가스는, 처리 용기(210) 내에 방사된 고주파 전력에 의해 플라스마화된다. 그리고, 플라스마에 포함되는 이온이나 활성종 등이 기판(W)의 표면에 조사된다.
스텝 S11에서의 주된 처리 조건은, 예를 들어 이하와 같다.
기판(W)의 온도: 100 내지 350℃(바람직하게는 150℃)
압력: 1mTorr 내지 10Torr(바람직하게는 2Torr)
수소 가스의 유량: 100 내지 5000sccm(바람직하게는 2000sccm)
플라스마 생성용 고주파 전력: 100 내지 2000W(바람직하게는 200W)
처리 시간: 1 내지 300초(바람직하게는 30초)
기판(W) 상에 플라스마에 포함되는 이온이나 활성종 등이 조사됨으로써, 금속 배선(10) 상에 형성된 자연 산화막 및 전공정에서 형성된 유기물, 혹은 반송 중에 부착된 유기물이 제거된다. 스텝 S11의 처리가 실행된 후, 기판(W)은, 반송 기구(106)에 의해 플라스마 처리 장치(200)로부터 반출되어, SAM 공급 장치(300) 내에 반입된다.
이어서, SAM 공급 장치(300)에 의해, 기판(W)의 금속 배선(10) 상에 SAM이 성막된다(S12). 스텝 S12는, 제1 성막 공정의 일례이다. 스텝 S12에서는, 기판(W)이 반입된 SAM 공급 장치(300) 내에, SAM을 형성하기 위한 유기 화합물의 가스가 공급된다. SAM을 형성하기 위한 유기 화합물로서는, 예를 들어 불소 원자를 포함하는 관능기를 갖는 티올계 화합물을 사용할 수 있다. SAM 공급 장치(300) 내에 공급된 유기 화합물의 분자는, 기판(W) 상에서, 배리어막(11) 및 층간 절연막(12)의 표면에는 흡착되지 않고, 금속 배선(10)의 표면에 흡착되어, 금속 배선(10) 상에 SAM을 형성한다.
스텝 S12에서의 주된 처리 조건은, 예를 들어 이하와 같다.
기판(W)의 온도: 100 내지 350℃(바람직하게는 150℃)
압력: 1 내지 100Torr(바람직하게는 5Torr)
유기 화합물의 가스의 유량: 50 내지 500sccm(바람직하게는 100sccm)
처리 시간: 10 내지 600초(바람직하게는 300초)
이에 의해, 기판(W)의 상태는, 예를 들어 도 5와 같이 된다. 도 5는, 금속 배선(10) 상에 SAM(13)이 성막된 후의 기판(W)의 일례를 도시하는 단면도이다. 스텝 S12의 처리가 실행된 후, 기판(W)은, 반송 기구(106)에 의해 SAM 공급 장치(300)로부터 반출되어, 성막 장치(400) 내에 반입된다.
이어서, 성막 장치(400)에 의해, 기판(W)의 배리어막(11) 및 층간 절연막(12) 상에 실리콘을 포함하는 유전체막(14)이 성막된다(S13). 스텝 S13은, 제2 성막 공정의 일례이다. 스텝 S13에서는, 기판(W)이 반입된 성막 장치(400) 내에 2종류의 재료 가스가 교대로 공급됨으로써, 기판(W) 상에 유전체막(14)이 성막된다. 본 실시 형태에 있어서, 유전체막(14)은, 예를 들어 알루미늄 함유 실리콘 산화막이며, 성막 장치(400) 내에 공급되는 2종류의 가스는, 예를 들어 TPSOL의 가스 및 TMA의 가스이다.
스텝 S13에서의 주된 처리 조건은, 예를 들어 이하와 같다.
기판(W)의 온도: 100 내지 350℃(바람직하게는 150℃)
압력: 1 내지 100Torr(바람직하게는 5Torr)
TPSOL의 가스의 유량: 100 내지 500sccm(바람직하게는 300sccm)
TPSOL의 가스를 흘리는 시간: 1 내지 300초(바람직하게는 120초)
TMA의 가스의 유량: 10 내지 200sccm(바람직하게는 50sccm)
TMA의 가스를 흘리는 시간: 0.1 내지 30초(바람직하게는 5초)
스텝 S13의 처리 시간: 1.3 내지 480초(바람직하게는 133초)
이에 의해, 예를 들어 도 6에 도시하는 바와 같이, 배리어막(11) 및 층간 절연막(12) 상에 유전체막(14)이 성막된다. 도 6은, 유전체막(14)이 성막된 후의 기판(W)의 일례를 도시하는 단면도이다. 스텝 S13의 처리가 실행된 후, 기판(W)은, 반송 기구(106)에 의해 성막 장치(400)로부터 반출되어, 다시 플라스마 처리 장치(200) 내에 반입된다.
여기서, 스텝 S13에 의해 유전체막(14)이 성장하는 과정에서, 유전체막(14)이 두께 방향뿐만 아니라 가로 방향으로도 성장한다. 이에 의해, 예를 들어 도 6에 도시하는 바와 같이, 유전체막(14)의 일부가 금속 배선(10)의 영역으로 밀려나온다. 이에 의해, 금속 배선(10)의 영역의 폭(ΔW0)보다도, 유전체막(14)의 개구부의 폭(ΔW1)이 좁아진다.
이어서, 플라스마 처리 장치(200)에 의해, 기판(W)의 금속 배선(10) 상의SAM(13)이 분해된다(S14). 스텝 S14는, 개질 공정의 일례이다. 스텝 S14에서는, 기판(W)의 온도가 70℃ 이하(예를 들어 30℃)로 제어된다. 그리고, 처리 가스가 플라스마화되어, 플라스마에 포함되는 이온이나 활성종 등에 의해, 금속 배선(10) 상의 SAM(13)이 분해된다. 그리고, 분해된 SAM(13)에 포함되는 활성종에 의해, SAM(13)의 근방에 형성된 유전체막(14)이 불화되어, 규불화암모늄으로 개질된다. 단, 분해된 SAM(13)에 포함되는 활성종은 수명이 짧기 때문에, 유전체막(14)의 상면에 도달하기 전에 실활한다. 그 때문에, 예를 들어 도 7에 도시하는 바와 같이, 분해된 SAM(13)에 포함되는 활성종에 의해, 주로, SAM(13)의 근방에 형성된 유전체막(14)의 측부(14s)가 규불화암모늄으로 개질된다.
스텝 S14에서, 처리 용기(210) 내에 공급되는 처리 가스는, 수소 및 질소를 함유하는 가스이다. 본 실시 형태에 있어서, 스텝 S14에서 처리 용기(210) 내에 공급되는 처리 가스는, 예를 들어 암모니아의 가스, 히드라진의 가스, 또는 수소 가스 및 질소 가스의 혼합 가스이다.
스텝 S14에서의 주된 처리 조건은, 예를 들어 이하와 같다.
기판(W)의 온도: 0 내지 70℃(바람직하게는 30℃)
압력: 0.1 내지 10Torr(바람직하게는 1Torr)
암모니아 가스의 유량: 100 내지 2000sccm(바람직하게는 1000sccm)
플라스마 생성용 고주파 전력: 100 내지 2000W(바람직하게는 200W)
처리 시간: 1 내지 60초(바람직하게는 30초)
스텝 S14의 처리가 실행된 후, 기판(W)은, 반송 기구(106)에 의해 플라스마 처리 장치(200)로부터 반출되어, 가열 장치(500) 내에 반입된다.
이어서, 가열 장치(500)에 의해 기판(W)이 가열된다(S15). 본 실시 형태에 있어서, 가열 장치(500)는, 유전체막(14)의 측부(14s)가 규불화암모늄으로 개질된 기판(W)을, 예를 들어 100℃ 이상 250℃ 이하의 범위 내의 온도(예를 들어 150℃)로 가열한다. 이 경우, 가열 장치(500) 내의 압력은, 예를 들어 0.1 내지 10Torr(바람직하게는 0.5Torr)로 제어된다. 이에 의해, 규불화암모늄으로 개질된 유전체막(14)의 측부(14s)가 가스로 되어서 승화하여, 제거된다. 스텝 S15는, 제1 제거 공정의 일례이다.
이에 의해, 예를 들어 도 8에 도시하는 바와 같이, 유전체막(14)의 개구부의 폭(ΔW2)이, 금속 배선(10)의 영역의 폭(ΔW0)보다도 넓어진다. 도 8은, 유전체막(14)의 측부(14s)가 제거된 후의 기판(W)의 일례를 도시하는 단면도이다. 이에 의해, 이 후의 공정에서 유전체막(14)의 개구부에 금속 배선(10)에 접속되는 비아가 형성된 경우에, 비아의 폭을 금속 배선(10)의 폭보다도 넓게 할 수 있어, 비아의 저항값의 상승을 억제할 수 있다.
이어서, 스텝 S12 내지 S15의 처리가 미리 정해진 횟수 실행되었는지 여부가 판정된다(S16). 미리 정해진 횟수란, 층간 절연막(12) 상에 미리 정해진 두께의 유전체막(14)이 형성될 때까지 스텝 S12 내지 S15의 처리가 반복되는 횟수이다. 스텝 S12 내지 S15가 미리 정해진 횟수 실행되지 않은 경우(S16: "아니오"), 다시 스텝 S12에 나타내진 처리가 실행됨으로써, 예를 들어 도 9에 도시하는 바와 같이, 금속 배선(10)의 표면에 다시 SAM(13)이 성막된다.
그리고, 다시 스텝 S13에 나타내진 처리가 실행됨으로써, 배리어막(11) 및 유전체막(14) 상에 유전체막(14)이 또한 성막된다. 이에 의해, 예를 들어 도 10에 도시하는 바와 같이, 유전체막(14)의 일부가 금속 배선(10)의 영역으로 다시 밀려나와, 유전체막(14)의 개구부의 폭(ΔW3)이, 금속 배선(10)의 영역의 폭(ΔW0)보다도 좁아진다.
그리고, 다시 스텝 S14에 나타내진 처리가 실행됨으로써, 플라스마에 의해 SAM(13)이 분해되어, 예를 들어 도 11에 도시하는 바와 같이, SAM(13)의 근방의 유전체막(14)의 측부(14s)가 규불화암모늄으로 개질된다.
그리고, 다시 스텝 S15에 나타내진 처리가 실행됨으로써, 규불화암모늄으로 개질된 유전체막(14)의 측부(14s)가 제거된다. 이에 의해, 예를 들어 도 12에 도시하는 바와 같이, 유전체막(14)의 개구부의 폭(ΔW4)이, 금속 배선(10)의 영역의 폭(ΔW0)보다도 넓어진다.
이와 같이, 스텝 S12 내지 S15가 반복됨으로써, 유전체막(14)의 개구부의 폭을, 금속 배선(10)의 영역의 폭(ΔW0)보다도 넓게 유지하면서, 금속 배선(10)의 주위에 임의의 두께의 유전체막(14)을 성막하는 것이 가능하게 된다.
도 13은, 규불화암모늄의 증기압 곡선을 도시하는 도면이다. 도 13을 참조하면, 규불화암모늄의 온도가 낮을수록, 규불화암모늄의 증기압이 낮게 되어 있다. 예를 들어, 규불화암모늄의 온도가 100℃일 때의 증기압은 약 800mTorr이며, 규불화암모늄의 온도가 70℃일 때의 증기압은 약 100mTorr이다. 즉, 규불화암모늄의 온도가 100℃와 70℃에서는, 증기압의 크기가 한자리 다르게 되어 있다.
예를 들어 500mTorr 이하의 저압 조건에서 기판(W)의 처리가 행하여지는 경우, 기판(W)의 온도를 70℃ 이하로 제어하면, 규불화암모늄의 증기압이 500mTorr보다 낮은 약 100mTorr 이하가 된다. 이에 의해, 저압 조건 하에서 기판(W)의 온도를 70℃ 이하로 제어하면, 규불화암모늄의 승화가 일어나기 어려워진다. 즉, 저압 조건 하에서 기판(W)의 온도가 70℃ 이하로 제어되면, 규불화암모늄이 기판(W)의 표면에 존재하기 쉽다고 생각된다. 그 때문에, 저압 조건 하에서 기판(W)의 온도가 70℃ 이하로 제어되면, 기판(W)의 표면에 규불화암모늄이 형성되기 쉬워진다고 생각된다.
한편, 예를 들어 500mTorr 이하의 저압 조건에서 기판(W)의 처리가 행하여지는 경우, 기판(W)의 온도를 100℃ 이상으로 제어하면, 규불화암모늄의 증기압이 500mTorr보다 높은 약 800mTorr 이상이 된다. 이에 의해, 저압 조건 하에서 기판(W)의 온도를 100℃ 이상으로 제어하면, 규불화암모늄의 승화가 일어나기 쉬워진다. 즉, 저압 조건 하에서 기판(W)의 온도가 100℃ 이상으로 제어되면, 규불화암모늄이 기판(W)의 표면에 존재하기 어려워진다고 생각된다. 그 때문에, 저압 조건 하에서 기판(W)의 온도가 100℃ 이상으로 제어되면, 기판(W)의 표면의 규불화암모늄이 승화되기 쉬워진다고 생각된다.
이상의 검토에 의해, 예를 들어 500mTorr 이하의 저압 조건 하에서 규불화암모늄이 형성되는 스텝 S14에서는, 기판(W)의 온도는 70℃ 이하로 제어되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 1회의 스텝 S14의 실행에 의해, 유전체막(14)의 측부(14s)의 보다 깊은 부분까지 규불화암모늄으로 개질할 수 있다. 또한, 예를 들어 500mTorr 이하의 저압 조건 하에서 규불화암모늄이 제거되는 스텝 S15에서는, 기판(W)의 온도는 100℃ 이상으로 제어되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 1회의 스텝 S15의 실행에 의해, 유전체막(14)의 측부(14s)에 형성된 규불화암모늄을 효율적으로 승화시켜, 제거할 수 있다.
이상, 본 개시의 일 실시 형태에 대해서 설명했다. 본 실시 형태에서의 성막 방법은, 기판(W)에 선택적으로 성막을 행하는 성막 방법이며, 준비 공정과, 제1 성막 공정과, 제2 성막 공정과, 개질 공정과, 제1 제거 공정을 포함한다. 준비 공정에서는, 실리콘을 포함하지 않는 제1막 및 제2막이 표면에 노출되어 있는 기판(W)이 준비된다. 제1 성막 공정에서는, 불소를 포함하는 관능기를 갖고, 제3막의 성막을 억제하는 SAM(13)을 성막하기 위한 화합물을 기판(W) 상에 공급함으로써, 금속 배선(10) 상에 SAM(13)이 성막된다. 제2 성막 공정에서는, 제2막 상에 유전체막(14)이 성막된다. 개질 공정에서는, 기판(W)의 온도가 70℃ 이하의 상태에서, 수소 및 질소를 함유하는 가스를 사용한 플라스마에 의해 SAM(13)을 분해한다. 이에 의해, 분해된 SAM(13)에 포함되는 활성종에 의해, SAM(13)의 근방에 형성된 제3막의 측부가 규불화암모늄으로 개질된다. 제1 제거 공정에서는, 규불화암모늄이 제거된다. 이에 의해, 막의 형성을 원하는 영역으로부터 막의 형성을 원하지 않는 영역으로 밀려나온 막의 부분을 효율적으로 제거할 수 있다.
상기한 실시 형태에서의 제1 제거 공정에서는, 기판(W)을 100℃ 이상 250℃ 이하의 범위 내의 온도로 가열함으로써, 제3막의 측부에 형성된 규불화암모늄을 제거한다. 이에 의해, 간이한 장치로 제3막의 측부에 형성된 규불화암모늄을 제거할 수 있다.
상기한 실시 형태에 있어서, 제1 성막 공정, 제2 성막 공정, 개질 공정 및 제1 제거 공정은, 이 순번으로 2회 이상 반복된다. 이에 의해, 유전체막(14)의 개구부의 폭을, 금속 배선(10)의 영역의 폭보다도 넓게 유지하면서, 금속 배선(10)의 주위에 임의의 두께의 유전체막(14)을 성막할 수 있다.
상기한 실시 형태에 있어서, 제1막은, 구리, 코발트, 루테늄 또는 텅스텐 등의 실리콘을 포함하지 않는 금속막이다. 또한, 제2막은, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 탄화실리콘, 탄소 함유 실리콘 산화막, 탄소 함유 실리콘 질화막 또는 탄소 질소 함유 실리콘 산화막 등의 절연막이다. 또한, 제3막은, 실리콘 산화막 또는 알루미늄 함유 실리콘 산화막 등의 실리콘을 포함하는 유전체막이다.
상기한 실시 형태에 있어서, SAM(13)을 성막하기 위한 화합물은, 제1막의 표면에 흡착되는 결합성 관능기와, 불소를 포함하는 기능성 관능기를 갖는다. 또한, SAM(13)을 성막하기 위한 화합물은, 예를 들어 티올계 화합물이다. 이에 의해, 제3막을 불화시킬 수 있는 SAM(13)을, 제1막에 흡착시킬 수 있다.
상기한 실시 형태에 있어서, 제1 성막 공정 전에 실행되고, 기판(W)의 표면을 플라스마에 노출시킴으로써, 제1막 상에 형성된 자연 산화막 등의 불순물을 포함하는 층을 제거하는 제2 제거 공정을 더 포함한다. 이에 의해, 제1막 상에 효율적으로 SAM(13)을 흡착시킬 수 있다.
[기타]
또한, 본원에 개시된 기술은, 상기한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지의 범위 내에서 수많은 변형이 가능하다.
예를 들어, 상기한 실시 형태에 있어서, 성막 시스템(100)에는, 플라스마 처리 장치(200), SAM 공급 장치(300), 성막 장치(400) 및 가열 장치(500)가 각각 1대씩 마련되지만, 개시의 기술은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 성막 시스템(100)에는, 가장 시간이 걸리는 처리를 행하는 장치가 복수 마련되고, 그 이외의 처리에 대해서는, 1대의 장치에서 실현하도록 해도 된다. 예를 들어, 스텝 S12의 처리에 시간이 걸릴 경우, 스텝 S12의 처리를 행하는 SAM 공급 장치(300)가 복수 마련되고, S13 내지 S15의 처리를 행하는 장치가 1대씩 마련되어도 된다. 이에 의해, 복수의 기판(W)을 처리하는 경우의 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 스텝 S11 및 S12는, 각각 플라스마 처리 장치(200) 및 SAM 공급 장치(300)에서 실행되지만, 개시의 기술은 그에 한하지 않는다. 예를 들어, 스텝 S11 및 S12는 동일한 장치에서 실행되어도 된다. 또한, 1개의 처리 장치에 의해, 도 2에 예시된 모든 처리가 실행되어도 된다. 이에 의해, 기판(W)의 반입 및 반출에 요하는 시간을 생략할 수 있어, 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, 플라스마 처리 장치(200)에서 스텝 S11 및 S12가 실행되고, SAM 공급 장치(300)에서 스텝 S13이 실행되고, 성막 장치(400)에서 스텝 S14가 실행되고, 가열 장치(500)에서 스텝 S15가 실행되어도 된다. 이에 의해, 성막 시스템(100)을 효율적으로 이용할 수 있다. 또한, 온도 제어의 관점에서, 예를 들어 자연 산화막을 제거하는 스텝 S11을 행하는 플라스마 처리 장치(200)와는 별도로, 제2 플라스마 처리 장치(가열 장치(500) 대신)를 마련하여, 제2 플라스마 처리 장치에서 SAM을 분해하는 스텝 S14를 실시하고, SAM을 성막하는 스텝 S12와, 기판을 가열하는 스텝15의 처리를 SAM 공급 장치(300)에서 행하도록 해도 된다. 이에 의해, 성막 시스템(100)을 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, 스텝 S12 내지 S15가, 이 순번으로 반복 실행되지만, 개시의 기술은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 14에 도시하는 바와 같이, 스텝 S12 내지 S15가 실행된 후에, 스텝 S20 내지 S22에 나타내지는 처리가 이 순번으로 1회 이상 실행되어도 된다. 도 14는, 성막 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다. 스텝 S20은, 금속 배선(10) 상에 SAM(13)을 성막하는 처리이며, 스텝 S12와 마찬가지의 처리이다. 스텝 S21은, 플라스마에 의해 SAM(13)을 분해하고, 분해된 SAM(13)에 포함되는 활성종에 의해 유전체막(14)의 측부(14s)를 규불화암모늄으로 개질하는 처리이며, 스텝 S14와 마찬가지의 처리이다. 스텝 S22는, 기판(W)을 가열함으로써, 규불화암모늄으로 개질된 유전체막(14)의 측부(14s)를 제거하는 처리이며, 스텝 S15와 마찬가지의 처리이다. 스텝 S23에서는, 스텝 S20 내지 S22의 처리가 미리 정해진 횟수 실행되었는지 여부가 판정된다. 미리 정해진 횟수란, 유전체막(14)의 개구부의 폭이, 금속 배선(10)의 영역의 폭(ΔW0)보다도 넓어질 때까지 스텝 S20 내지 S22의 처리가 반복되는 횟수이다. 도 13에 예시된 성막 방법에서는, 스텝 S13에서 충분한 두께의 유전체막(14)이 성막된다. 그리고, 스텝 S20 내지 S22가 반복됨으로써, 유전체막(14)의 개구부의 폭을 금속 배선(10)의 영역의 폭(ΔW0)보다도 넓힐 수 있다.
또한, 예를 들어 도 15에 도시하는 바와 같이, 스텝 S12 내지 S15의 처리, 및 S20 내지 S22의 처리가 미리 정해진 횟수 반복되었는지 여부를 판정하는 처리(S30)가 실행되어도 된다. 이에 의해, 스텝 S13에서 유전체막(14)의 막 두께가 지나치게 커져, 유전체막(14)의 개구부가 폐색되어버리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, 스텝 S15에서 기판(W)이 가열됨으로써, 규불화암모늄으로 개질된 유전체막(14)의 측부(14s)가 가스로 되어서 승화하여, 제거되지만, 개시의 기술은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어 다른 형태로서, 기판을 플라스마에 노출시킴으로써, 규불화암모늄으로 개질된 유전체막(14)의 측부(14s)를 제거해도 된다. 플라스마는, 예를 들어 아르곤 가스나 수소 가스 또는 그 조합의 가스로 이루어지는 가스로부터 생성할 수 있다. 이에 의해, 기판(W) 상의 규불화암모늄을 보다 신속하게 제거할 수 있다.
또한, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 실제로, 상기한 실시 형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
W: 기판 10: 금속 배선
11: 배리어막 12: 층간 절연막
13: SAM 14: 유전체막
14s: 측부 100: 성막 시스템
101: 진공 반송실 102: 로드 로크실
103: 대기 반송실 104: 얼라인먼트실
105: 포트 106: 반송 기구
107: 암 108: 반송 기구
110: 제어 장치 200: 플라스마 처리 장치
210: 처리 용기 211: 배기구
212: 배기관 213: 배기 장치
214: 개구 215: 절연 부재
220: 스테이지 230: 샤워 헤드
231: 천장판 보유 지지부 232: 천장판
233: 확산실 234: 유로
235: 관통구 236: 도입구
237: 고주파 전원 238: 가스 공급원
300: SAM 공급 장치 400: 성막 장치
500: 가열 장치

Claims (11)

  1. 기판에 선택적으로 성막을 행하는 성막 방법에 있어서,
    실리콘을 포함하지 않는 제1막과 제2막이 표면에 노출되어 있는 기판을 준비하는 준비 공정과,
    불소를 포함하는 관능기를 갖고, 실리콘을 포함하는 제3막의 성막을 억제하는 자기 조직화 단분자막을 성막하기 위한 화합물을 상기 기판 상에 공급함으로써, 상기 제1막 상에 상기 자기 조직화 단분자막을 성막하는 제1 성막 공정과,
    상기 제2막 상에 상기 제3막을 성막하는 제2 성막 공정과,
    상기 기판의 온도가 70℃ 이하의 상태에서, 수소 및 질소를 함유하는 가스를 사용한 플라스마에 의해 상기 자기 조직화 단분자막을 분해함으로써, 분해된 상기 자기 조직화 단분자막에 포함되는 활성종에 의해, 상기 자기 조직화 단분자막의 근방에 형성된 상기 제3막의 측부를 규불화암모늄으로 개질시키는 개질 공정과,
    상기 규불화암모늄을 제거하는 제1 제거 공정
    을 포함하는 성막 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 제거 공정에서는, 상기 기판을 100℃ 이상 250℃ 이하의 범위 내의 온도로 가열함으로써, 상기 제3막의 측부에 형성된 규불화암모늄을 제거하는, 성막 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 제거 공정에서는, 상기 기판을 플라스마에 노출시킴으로써, 상기 제3막의 측부에 형성된 규불화암모늄을 제거하는, 성막 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성막 공정, 상기 제2 성막 공정, 상기 개질 공정 및 상기 제1 제거 공정은, 이 순번으로 2회 이상 반복되는, 성막 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 제거 공정이 실행된 후에, 상기 제1 성막 공정, 상기 개질 공정 및 상기 제1 제거 공정이 이 순번으로 1회 이상 실행되는, 성막 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1막은, 실리콘을 포함하지 않는 금속막이며,
    상기 제2막은, 절연막이며,
    상기 제3막은, 실리콘을 포함하는 유전체막인, 성막 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1막은, 구리, 코발트, 루테늄 또는 텅스텐이며,
    상기 제2막은, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 탄화 실리콘, 탄소 함유 실리콘 산화막, 탄소 함유 실리콘 질화막 또는 탄소 질소 함유 실리콘 산화막이며,
    상기 제3막은, 실리콘 산화막 또는 알루미늄 함유 실리콘 산화막인, 성막 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 조직화 단분자막을 성막하기 위한 화합물은, 상기 제1막의 표면에 흡착되는 결합성 관능기와, 불소를 포함하는 기능성 관능기를 갖는, 성막 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 자기 조직화 단분자막을 성막하기 위한 화합물은, 티올계 화합물인, 성막 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성막 공정 전에 실행되고, 상기 기판의 표면을 플라스마에 노출시킴으로써, 상기 제1막 상에 형성된 불순물을 포함하는 층을 제거하는 제2 제거 공정을 더 포함하는, 성막 방법.
  11. 1개 이상의 처리 장치와,
    상기 처리 장치를 제어하는 제어 장치
    를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    1개 이상의 상기 처리 장치에 포함되는 어느 것의 상기 처리 장치 내에, 실리콘을 포함하지 않는 제1막과 제2막이 표면에 노출되어 있는 기판을 반입하고, 상기 기판이 반입된 상기 처리 장치를 사용하여, 불소를 포함하는 관능기를 갖고, 실리콘을 포함하는 제3막의 성막을 억제하는 자기 조직화 단분자막을 성막하기 위한 화합물을 상기 기판 상에 공급함으로써, 상기 제1막 상에 상기 자기 조직화 단분자막을 성막하는 제1 성막 공정과,
    1개 이상의 상기 처리 장치에 포함되는 어느 것의 상기 처리 장치를 사용하여, 상기 제2막 상에 상기 제3막을 성막하는 제2 성막 공정과,
    1개 이상의 상기 처리 장치에 포함되는 어느 것의 상기 처리 장치를 사용하여, 상기 기판의 온도가 70℃ 이하의 상태에서, 수소 및 질소를 함유하는 가스를 사용한 플라스마에 의해 상기 자기 조직화 단분자막을 분해함으로써, 분해된 상기 자기 조직화 단분자막에 포함되는 활성종에 의해, 상기 자기 조직화 단분자막의 근방에 형성된 상기 제3막의 측부를 규불화암모늄으로 개질시키는 개질 공정과,
    1개 이상의 상기 처리 장치에 포함되는 어느 것의 상기 처리 장치를 사용하여, 상기 규불화암모늄을 제거하는 제1 제거 공정
    을 실행하는 성막 시스템.
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